陶瓷工艺学复习大纲

陶瓷工艺学复习大纲

绪论

1、陶瓷：传统上，陶瓷是指所有以黏土为主要原料，经过粉碎、成型、煅烧等工艺过程得到的制品。广义上，以传统陶瓷生产工艺方法生产的制品统称为陶瓷。

2、陶瓷分类：按陶瓷概念和用途：普通陶瓷（日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、化工陶瓷、电瓷及其它工业用陶瓷）和特种陶瓷（结构陶瓷和功能陶瓷）；按坯体的物理性能：陶器、炻器和瓷器。

一、原料

1、原料分类：

●根据工艺特性：可塑性原料、非可塑性原料和熔剂性原料（常用的分类方法）

●根据用途：瓷坯原料、瓷釉原料、色料及彩料原料

●根据矿物组成：黏土质原料、硅质原料、长石质原料、钙质原料和镁质原料

●根据获得方式：矿物原料和化工原料

2、黏土矿物：（化学主要成分：SiO2、Al2O3和H2O，还有Fe、Mg、Mn、K、Na、Ca、Ti等金属氧化物）

●高岭石类：高岭石化学式：Al2O3•2SiO2•2H2O；

●蒙脱石类：蒙脱石化学式：Al2O3•4SiO2•nH2O（n＞2）；

●伊利石类：白云母（K2O•3Al2O3•6SiO2•2H2O）风化过程中形成高岭石和蒙脱石的中间产物

●水铝英石：

3、黏土工艺性质：①可塑性：黏土与适量水混练后形成的泥团，在一定外力作用下产生形变但不开裂，除去外力后仍保持其形变的性能。②结合性：黏土能黏结一定细度的瘠性物料，形成可塑泥团并有一定干燥强度的性能。③触变性：泥浆受到振动和搅拌时，粘度降低，流动性增加，静置一段时间后，泥浆又重新稠化的性能。

④离子交换性：即离子交换的能力，一般用交换容量来表示，它是100g干黏土所吸附能够交换的阳离子或阴离子的量。⑤干燥收缩和烧成收缩：粘土泥料干燥时，因包围在粘土颗粒间的水分蒸发，颗粒相互靠拢引起体积收缩，称为干燥收缩。粘土泥料在煅烧时，由于发生一系列的物理化学变化，因而粘土再度收缩，称为烧成收缩。⑥烧结温度与烧结范围：粘土完全烧结时的温度称为烧结温度。烧结温度到软化温度之间粘土试样处于相对稳定阶段的温度范围称为烧结范围。⑦耐火度：材料在高温下，虽已发生软化而没有全部熔融，在使用中所能承受的最高温度称为耐火度。

4、黏土加热变化的两个阶段：脱水阶段和脱水后产物的继续转化阶段。

5、石英类原料

●种类：脉石英、沙岩、石英岩、石英沙、燧石和硅藻土。

●性质：①外观特性：有的呈乳白色，有的呈灰白半透明状态，断面具有玻璃光泽或脂肪光泽；②莫氏硬度

为7；③晶型不同密度不同；④化学稳定性：具有强耐酸侵蚀力；⑤熔融温度范围决定于氧化硅的形态和杂质含量。

●晶型转化：①高温型缓慢转化：由表及里缓慢进行，体积变化大，构型转变；②低温型快速转化：表里瞬

间同时进行，体积变化小，位移型转变。

●石英的作用：①石英为瘠性料，可调节泥料的可塑性，防止坯体变形。②烧成时，石英的加热膨胀可部分

抵消坯体的收缩。③石英可提高坯体的机械强度、透光度、白度。④增加釉料中的石英含量能提高釉的熔融温度与粘度，并减少釉的热膨胀系数。

5、其他矿物原料：

●碳酸盐类原料：方解石主要成分CaCO3；石灰石；白云石化学式：CaCO3·MgCO3；菱镁矿主要成分MgCO3。

●碱土硅酸盐类原料：滑石（硅酸镁矿物）化学式：3MgO·4SiO2·H2O；硅灰石化学通式：CaO·SiO2；透

辉石组成：CaOMgO2SiO2。

●钙的磷酸盐类：骨灰结构式：Ca10(PO4)6(OH)2；磷灰石化学式：Ca5(PO4)3(F,Cl,OH)。

●锆英石：成分为ZrSiO4。

二、坯料

1、坯料的类型：长石质瓷、绢云母质瓷、骨灰瓷、镁质瓷。

2、配料计算：参考P111 例1、例2

3、影响泥团可塑性的因素：矿物种类、固相颗粒大小和形状、吸附阳离子种类、液相数量和性质。

4、颗粒取向与收缩、变形的关系：无定向排列的坯体其各方向上的收缩是一致的，若颗粒沿一个方向排列，则不同方向上的收缩必然出现差别。定向排列的程度越高，则各方向内收缩差越大。

5、提高可塑性的途径：①粘土淘洗，细粉碎。②粘土与水的比例合适。比例小不具有可塑性，比例大为泥浆。

三、釉料

1、釉的作用：①装饰：提高艺术、欣赏价值。②改善制品的各种性能：化学稳定性、防污性、力学性能、电学性能、抗菌性能等。

2、釉的特点：①有与玻璃相似的物化性质，如各向同性，无固定熔点等；②釉的显微结构和均匀程度比玻璃复杂；③釉不单纯是硅酸盐，成分比玻璃复杂；④氧化铝比玻璃多；⑤釉的熔融范围比玻璃宽。

3、施釉的目的：①使制品不透水、不透气，提高化学稳定性。②给陶瓷制品以美感。③防沾污，易于洗涤。

④使产品具有特定的物化性能。⑤改善陶瓷制品的性能。

4、釉的性质

●熔融特性：釉的熔融温度范围——半球温度-1/3原高温度（国标），而釉的烧成温度一般在其熔融温度范

围上限附近。

●釉熔体的高温粘度：①太大则产生橘釉、针孔、釉面不光亮等缺陷；太小则产生流釉、堆釉、干釉、釉泡

等缺陷。②三价及高价氧化物提高粘度；碱金属氧化物降低粘度；碱土金属氧化物对粘度影响较复杂。

●表面张力：过大阻碍气体排出和熔体均化，不利于润湿；过小易造成“流釉”，形成针孔缺陷。

●润湿性：常用润湿角(θ)来表示，θ越小润湿越好，与釉熔体的表面张力密切相关。

●力学强度和硬度

●化学稳定性：R2O降低化学稳定性，用碱土RO代替R2O能够提高釉的化学稳定性；SiO2、ZrO2、Al2O3、

ZnO能提高化学稳定性。

●热膨胀性和弹性：①SiO2和Al2O3（硼釉除外）降低热膨胀系数；R2O和RO提高热膨胀系数，且R2O的

能力强。②弹性模量越大，弹性越小。

●光学性质：①光泽度——釉表面对可见光的反射能力。水晶釉是典型的高光泽度釉。②白度——釉表面对

可见光漫反射的能力。③色釉的主波长决定色釉的色调，色饱和度决定颜色的深浅，明度决定颜色的明快程度。

4、釉的种类：常见釉：长石釉、石灰釉、镁质釉、多熔剂混合型釉。

四、陶瓷的显微结构与性质

1、透明釉：由透明玻璃、少量晶体和气泡构成的釉。

2、乳浊釉：釉层中存在与基础玻璃性质不同的第二相(或多相)使入射光在多相界面发生折射、漫反射等光学现象，造成光线不能透过而达到乳浊目的的釉料。

3、结晶釉：釉层某部位有少量的发育良好的大晶体，或多个晶体聚集在一起构成不同的晶族，以晶花的形式结晶出现在釉面的釉。

4、无光釉：釉面反光能力较弱，表面无玻璃光泽而呈现柔和丝状或绒状光泽的釉。

5、光泽度：陶瓷表面对可见光的反射能力。通常以镜面反射光强度对入射光强度的百分比来表示。

6、半透明性：光线照射到瓷胎上，少部分被反射，部分被瓷胎吸收，剩下光能量则透射过瓷胎，以镜面透射为主的瓷胎呈透明性，以漫透射为主的瓷胎呈半透明性。

7、白度：陶瓷坯体表面对可见光漫反射的能力。通常以试样漫反射的光量对入射光量的百分比来表示。

8、透光色调：瓷器含有一定量着色氧化物，不同种类与不同化合价着色氧化物对应各波长单色光分光透过率不同，而使瓷胎带上不同色调。

六、坯、釉料制备

1、坯釉料制备主要工序：原料粉碎、筛分、除铁、泥浆脱水、陈腐与练泥、造粒。

七、成形与模具

1、成形：用已制备好的坯料，制成具有一定形坯体的工艺过程称为成形。

2、成形方法分类：注浆成形法（热注和冷注）、可塑成形法（滚压、旋压、挤压、塑压等）和压制成形法（等静压、干压、半干压）。

3、滚压成型用滚头的倾角α大小影响：倾角α小，则滚头直径和体积就大，滚压时泥料受压面积大，坯体较致密；但倾角α过小，则滚压时滚头排泥困难，甚至出现空气排不出去的成型缺陷。

4、注浆过程：第一阶段——从泥浆注入石膏模吸入开始到形成薄泥层；第二阶段：泥层逐渐增厚，直到形成